タイヤリサイクル工程：廃棄物からゴム粉へ

タイヤリサイクル工程を理解することで、オペレーターは生産効率と製品品質を最適化しやすくなります。最新のタイヤリサイクルプラントでは、使用済みタイヤを体系的な多段階プロセスによって価値ある原材料へと変換します。このガイドでは、タイヤの回収から最終的なゴム粉末の生産まで、各工程を解説します。

タイヤリサイクル工程の概要

タイヤリサイクル工程はいくつかの明確な段階で構成されており、それぞれがタイヤを段階的に小さくし、異なる素材成分を分離するよう設計されています。一般的なタイヤリサイクルラインでは、最終的にゴム粉末またはゴム粒、スチールワイヤー、繊維が主な3つの製品として得られます。これらの各材料はさまざまな産業分野で活用され、これまで廃棄物とみなされていたものに価値を生み出します。

タイヤリサイクル設備の効率は、適切な機器選定、工程最適化、そして各段階での品質管理に左右されます。各工程が最終製品にどのように寄与するかを理解することで、改善の機会を見つけやすくなり、問題が発生した際の原因究明にも役立ちます。

ステップ1：タイヤの回収と初期選別

タイヤリサイクル工程は、さまざまな供給元から使用済みタイヤを回収することから始まります。自動車整備工場、タイヤ販売店、フリート運用事業者、自治体の廃棄物回収拠点などが原料となるタイヤを供給します。適切な回収物流により、連続運転に必要な安定供給が確保されます。

初期選別では、タイヤを種類とサイズごとに分けます。乗用車用タイヤ、トラック用タイヤ、オフロード（OTR）タイヤは、サイズや構造の違いにより、それぞれ異なる処理方法が必要です。また、選別では、著しく汚損しているものや、処理能力を超えて損傷したリサイクル不適合タイヤも判別します。

保管時の配慮は非常に重要です。タイヤは、直射日光や雨水のたまりを避けられる屋内・屋根付きの場所で保管してください。適切に積み重ねることで変形を防ぎ、後工程の処理設備へ効率よく投入できます。ゴム材は可燃性があるため、防火対策にも特に注意が必要です。

ステップ2：タイヤのビードワイヤー除去と前処理

前処理は、タイヤを効率よく破砕・粉砕するための準備工程です。最初の重要な作業は、タイヤサイドウォールからスチール製ビードワイヤーを取り除くことです。タイヤ内部構造に埋め込まれたこれらの太いスチールケーブルは、事前に除去しないと破砕設備を損傷させるおそれがあります。

タイヤビードワイヤー除去機は、油圧力を使ってタイヤケーシングからビードワイヤーを引き抜きます。取り出されたスチールは価値のあるスクラップ金属となり、そのままスチールリサイクル業者へ販売できます。タイヤのビードワイヤー除去で得られるきれいなスチールは、組成が分かっており混入物が少ないため、一般的に混合スクラップよりも高く評価されます。

大型タイヤ、特にOTR鉱山用タイヤでは、専用の

巨大なタイヤ構造を扱いやすいサイズの断片に破砕します。この一次的なサイズダウンにより、その後の工程で材料を効率よく処理できるようになります。

Step 3: 一次破砕

一次破砕は、最初の主要なサイズダウン工程です。Tire shreddersequipped with rotating blades cut whole tires into palm-sized pieces approximately 50-100mm in size. この大幅なサイズダウンにより、後工程の粉砕作業に適した材料を準備できます。

最新のタイヤ破砕システムでは、2軸式または4軸式の構成が採用されています。これらの設計により、タイヤは自動的に切断室へ引き込まれ、手作業での投入の手間を軽減します。噛み合う刃がゴム、スチール、繊維成分を同時に切断し、後工程に適した均一な粗砕チップを生成します。

シュレッダーの排出サイズは、スクリーン構成を変更することで調整できます。スクリーンを小さくすると、より細かいチップが得られますが、処理能力は低下します。オペレーターは、後工程設備の要件や中間製品の市場仕様に応じて、排出サイズと生産量のバランスを取ります。

ステップ4：二次粉砕と粒度調整

二次粉砕では、破砕したタイヤチップをゴムグラニュールまたは粉末に変換します。この工程では通常、ゴム加工用に設計された専用刃を備えた高速回転グラインダーを使用します。粉砕工程で発生する摩擦熱により、ゴムと内部に含まれるスチールおよび繊維材料の分離が促進されます。

目標製品の仕様に応じて、複数段の粉砕工程を採用する場合があります。初回粉砕では、遊具用舗装や陸上トラックに適した1-5mmの範囲のゴムグラニュールを生成します。さらに粉砕を進めることで、アスファルト改質や成形品向けの10から40メッシュ（0.4-2.0mm）の微粉ゴムを製造します。

選別システムは、粉砕材を粒度ごとに分級します。規定サイズを超える粒子は再びグラインダーに戻されて追加処理され、適正サイズの材料は分離工程へ進みます。このクローズドループシステムにより、一貫した製品品質を確保し、材料の有効活用を最大化します。

ステップ5：スチール分離

磁気選別は、粉砕工程で遊離した鋼片を除去します。デビーディング後であっても、タイヤのベルト部やビード部には相当量の鋼材が含まれています。強力な磁選ドラムやオーバーベルト磁選機が鉄系材料を引き寄せ、ゴムや繊維はそのまま通過させます。

磁気選別の効率は、磁力、処理流量、粒子サイズに左右されます。高い鋼回収率を達成するには、複数段の選別工程が必要になる場合があります。この工程で回収されたクリーンな鋼材は付加価値を生み、最終ゴム製品へのコンタミネーションを防ぎます。

現代の

磁選機をマテリアルハンドリングシステムにシームレスに組み込みます。自動制御により、材料特性に応じて磁選強度を調整し、処理速度を維持しながら回収率を最適化します。

ステップ6：繊維分離

繊維分離は、最終的な材料回収工程です。タイヤには、構造補強材として機能するナイロンまたはポリエステル繊維が含まれています。高付加価値用途に適した清浄なゴム粉を得るには、これらの繊維を除去する必要があります。

繊維分離機は、気流とふるい分けを組み合わせて、軽量な繊維材料を重いゴム粒子から除去します。真空システムが繊維を吸引して取り除く一方で、ゴムは分級スクリーンを通過して落下します。分離された繊維は、さまざまな産業用途向けに販売できるほか、セメントキルンの燃料として使用することもできます。

99%以上の繊維除去を実現するには、気流とスクリーン構成を適切に調整する必要があります。オペレーターは、目視確認と品質試験によって分離効率を監視します。ゴム粉に繊維が残留すると製品品質に影響し、市場用途が制限される可能性があります。

ステップ7：最終分類と包装

最終工程では、ゴム粉またはゴム粒を粒径ごとに分類し、出荷に向けて製品を準備します。高精度のふるい分けにより、顧客仕様を満たす均一な粒度分布を確保します。一般的な粒度区分には、粉末用途向けの10-20メッシュ、20-30メッシュ、30-40メッシュがあります。

包装方法は、顧客要件や輸送条件に応じて異なります。フレコンバッグ（1トン容量）は、材料搬送設備を備えた大量需要の顧客に適しています。より小さな25kg袋は、保管容量が限られる顧客や特定のバッチ要件に対応します。用途によっては、高頻度の連続使用向けに、空気圧排出式のサイロ保管を提供する場合もあります。

この段階での品質管理試験では、出荷前に製品仕様を確認します。メッシュサイズ分析、水分含有量、繊維混入の確認、外観検査により、一貫した製品品質を確保します。試験結果の記録は、製品の安定性に対する顧客の安心につながります。

工程最適化のポイント

タイヤリサイクル工程の最適化には、いくつかの重要な要素への配慮が必要です。定期的な設備メンテナンスは、予期せぬ停止を防ぎ、製品品質を維持します。刃の研磨スケジュール、潤滑作業、スクリーン交換プログラムを適切に管理することで、設備を最適な効率で稼働させることができます。

供給量の管理は、処理効率に大きく影響します。過剰供給は装置の詰まりや過度な摩耗を引き起こし、供給不足は生産能力を低下させます。材料特性に応じた最適な供給量を見極めることで、処理量を向上させ、運転コストを削減できます。

粉砕工程中の温度監視は、ゴムの劣化を防ぎます。過度な熱は、ゴムの劣化や機器表面への付着を引き起こすことがあります。冷却システム、処理速度の調整、間欠運転により、温度を許容範囲内に管理できます。

用途別の装置構成

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当社のエンジニアリングチームは、原料特性、生産目標、製品仕様に基づいて最適な工程フローの設計を支援します。単体機械からターンキーの一式システムまで、安定した性能と一貫した製品品質を実現する設備をご提供します。

タイヤリサイクルプロジェクトの要件については、ぜひお問い合わせください。お客様の運用に最適な設備をご提案します。

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